JPS613052A - 酸素センサ−の検出基板 - Google Patents
酸素センサ−の検出基板Info
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- JPS613052A JPS613052A JP59124258A JP12425884A JPS613052A JP S613052 A JPS613052 A JP S613052A JP 59124258 A JP59124258 A JP 59124258A JP 12425884 A JP12425884 A JP 12425884A JP S613052 A JPS613052 A JP S613052A
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- Japan
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- solid electrolyte
- reference electrode
- electrode
- oxygen sensor
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業Ｉ４の利用分野〉
本発明は酸素イオン伝導性を右する重化ジルコニウム等
の固体電解質を用いた酸素センサーの検出基板に関する
。
の固体電解質を用いた酸素センサーの検出基板に関する
。
〈従来の技術〉
前記固体電解質を用いて、その−面に例えば空気のよう
な酸素分圧が既知の基準ガスを接触させ、他面にＩｖ木
分圧が未知のａｌｌ定ガスを接触させ、人々の面に接す
る基準極と測定極の酩素分圧χ−により起電力を発生さ
せ、かかる起電力の測定により周知のネルンストの式か
ら測定ガスの酸素分ハ：を求めるようにした酸素センサ
ーは公知である。
な酸素分圧が既知の基準ガスを接触させ、他面にＩｖ木
分圧が未知のａｌｌ定ガスを接触させ、人々の面に接す
る基準極と測定極の酩素分圧χ−により起電力を発生さ
せ、かかる起電力の測定により周知のネルンストの式か
ら測定ガスの酸素分ハ：を求めるようにした酸素センサ
ーは公知である。
かｈ）るへよセンサーは特公昭５６−７５８８号雰に小
されるようにに固体電解質を一端部が閉じた管状とし、
その管内に基準ガスを供給し、管外周面を測定ガス中に
露出させるものが通常である。ところで、固体電解質を
管状に成形するのは困難かつ高価なものとなる。
されるようにに固体電解質を一端部が閉じた管状とし、
その管内に基準ガスを供給し、管外周面を測定ガス中に
露出させるものが通常である。ところで、固体電解質を
管状に成形するのは困難かつ高価なものとなる。
そこで前記固体型Ｍｊ［の成形を容易とするために、特
開昭５５−１２５４４８号に開示されているように、固
体電解質を板状に成形して担持板として兼用し、語根の
検知部Ｌ計重に基準極と測定極とを配置し、かつ両極の
導電路をその板端の信号取出し１１まで連続して設ける
とともに、）＆準ガス及び測定ガスをその検知部の上下
部に接触させるようにした検出基板が提案されている。
開昭５５−１２５４４８号に開示されているように、固
体電解質を板状に成形して担持板として兼用し、語根の
検知部Ｌ計重に基準極と測定極とを配置し、かつ両極の
導電路をその板端の信号取出し１１まで連続して設ける
とともに、）＆準ガス及び測定ガスをその検知部の上下
部に接触させるようにした検出基板が提案されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかるに特開昭５５−１２５４４８号の構成にあっては
、固体電解質で一枚板を構成するため。
、固体電解質で一枚板を構成するため。
該材料の使用量が多くなり検出素子が高価となる。さら
に強度、耐熱性等は前記固体電解質の特性によって制約
され、必ずしも使用条件に適合した特性を有する素子基
板を構成することができない等の欠点がある。
に強度、耐熱性等は前記固体電解質の特性によって制約
され、必ずしも使用条件に適合した特性を有する素子基
板を構成することができない等の欠点がある。
本願の第１の発明は前記従来欠点のない酸素センサーの
検出基板の提供を目的とするものである。
検出基板の提供を目的とするものである。
さらに前記構成において、固体電解質の温度補償を発熱
抵抗体によって施すためには、前記固体電解質と、発熱
抵抗体間に、電極との電気的接続を避けるために絶縁板
を介装する必要があり、従ってかかる温度補償を施した
ものにおいては、さらに部品点数が増え、構成が複雑化
する欠点がある。
抵抗体によって施すためには、前記固体電解質と、発熱
抵抗体間に、電極との電気的接続を避けるために絶縁板
を介装する必要があり、従ってかかる温度補償を施した
ものにおいては、さらに部品点数が増え、構成が複雑化
する欠点がある。
本願のｆｉＳ２の発ＩＪＪは前記第１の発明の目的に加
え 固体電解質の温度補償をして、その作動を良ａｆと
し、かつ＋ｉｉｉ記絶縁根絶縁板に設ける必要のないＭ
Ｊセンサーの検出基板の提供を目的とするものである
。
え 固体電解質の温度補償をして、その作動を良ａｆと
し、かつ＋ｉｉｉ記絶縁根絶縁板に設ける必要のないＭ
Ｊセンサーの検出基板の提供を目的とするものである
。
く問題点を解決するための手段〉
第１の発明は、１１Ｌ板状の絶縁性担持板りに多孔賀金
届膜からなる基準電極と、前記基準電極と電気的に接続
する基準側導電路と、前記基準電極と連通ずる。！Ｉ！
準ガス供給路とを設け、また前記基準゛電極りには固体
電解質を配設し、さらに前記固体−Ｅ解質の上面を露出
させて、前記担持板−（；を絶縁層で覆い、前記絶縁層
りにｉｉｊ記固体電解質の上面に被青した測定電極と電
気的に接続する導電路を配設してしてなり、固体電解質
を所要部にのみ使用するようにしたものである。
届膜からなる基準電極と、前記基準電極と電気的に接続
する基準側導電路と、前記基準電極と連通ずる。！Ｉ！
準ガス供給路とを設け、また前記基準゛電極りには固体
電解質を配設し、さらに前記固体−Ｅ解質の上面を露出
させて、前記担持板−（；を絶縁層で覆い、前記絶縁層
りにｉｉｊ記固体電解質の上面に被青した測定電極と電
気的に接続する導電路を配設してしてなり、固体電解質
を所要部にのみ使用するようにしたものである。
また第２の発明は、ｌ）；」配力１の発Ｉｆの構成に欠
くことかできない１￥項の全部をｌユ要部としており、
前記担持板の１面の少なくとも前記固体電解質（こ対応
する部分に発熱抵抗体を配設してなるものである。
くことかできない１￥項の全部をｌユ要部としており、
前記担持板の１面の少なくとも前記固体電解質（こ対応
する部分に発熱抵抗体を配設してなるものである。
〈実施例〉
本発明の一実施例を添＋１図面について説明する。
図中１は絶縁性担持板であり、絶縁性を有するＭｇＡｌ
Ｏ３等の金属酸化物や、醸化アルミニウム等のセラミン
ク材才１からなる。
Ｏ３等の金属酸化物や、醸化アルミニウム等のセラミン
ク材才１からなる。
前記担持板１１−面には、第３図のように矩形状の基準
側電極２と、 １ｉｉｉ記担持板１の長手方向に船って
、その端部の信号取出し端４まで連続する基準側導電路
３とが連接して設けられる。前記基準側電極２．基準側
導電路３はスクリーン印刷等の−Ｌ段で白金に２有機性
材料を混入してなる多孔賀金属咬を塗布することにより
一体内に形成され、後記する前記担持板１の焼結ととも
に金属膜内のイＩ機性材ネ（を消失せしめ、これにより
白金内に粗い空孔か多数生じて良通性多孔質金属膜とな
る。
側電極２と、 １ｉｉｉ記担持板１の長手方向に船って
、その端部の信号取出し端４まで連続する基準側導電路
３とが連接して設けられる。前記基準側電極２．基準側
導電路３はスクリーン印刷等の−Ｌ段で白金に２有機性
材料を混入してなる多孔賀金属咬を塗布することにより
一体内に形成され、後記する前記担持板１の焼結ととも
に金属膜内のイＩ機性材ネ（を消失せしめ、これにより
白金内に粗い空孔か多数生じて良通性多孔質金属膜とな
る。
このため前記基準側導電路３は前記基準側電極２に基準
ガスを供給する基準ガス供飴路としての機能をもイ１す
ることになる。前記基準側電極２と基準側導電路３は別
異の材＄１によって夫々別個に形成してもよい。
ガスを供給する基準ガス供飴路としての機能をもイ１す
ることになる。前記基準側電極２と基準側導電路３は別
異の材＄１によって夫々別個に形成してもよい。
第４．５図のように前記基準側電極２上には。
酸化ンルコニウト′９からなる固体電解質５が乗値され
、前記１１！持板１１．には前記基準側導電路３を信５
５取出し端４のある左端部を除いて覆う酸化アルミニウ
ム１の絶縁層６が設けられ、前記固体電解質５のＬ面の
測定側伝導面を絶縁層６ト面からシーＨＪＨさゼる。
、前記１１！持板１１．には前記基準側導電路３を信５
５取出し端４のある左端部を除いて覆う酸化アルミニウ
ム１の絶縁層６が設けられ、前記固体電解質５のＬ面の
測定側伝導面を絶縁層６ト面からシーＨＪＨさゼる。
さらに前記固体電解質５Ｊ−面には、第６，７図のよう
に矩形状の測定側電極７が、前記絶縁層６１、面には＋
ｉｉｊ記拍持板ｌの長り方向に沿って、その端部の信号
取出し端９まで辿統する測定ｍ導電路８かスクリーン印
刷により連続上に塗着して形成される。前記測定側電極
７と測定側導電路８は別晴１の村才ｌによって人／／別
個に形成してもよい。
に矩形状の測定側電極７が、前記絶縁層６１、面には＋
ｉｉｊ記拍持板ｌの長り方向に沿って、その端部の信号
取出し端９まで辿統する測定ｍ導電路８かスクリーン印
刷により連続上に塗着して形成される。前記測定側電極
７と測定側導電路８は別晴１の村才ｌによって人／／別
個に形成してもよい。
さも番でまた、前記絶縁層６下面には第１．２図のよう
に＋ｉｉＪ記測定測測定側電極７．測定側導電路８て、
酸化アルミこつｊ、等の材Ｈによる多孔性の保６；に層
１０か前記信号取出し端９を除いて形成される。 ｌ１
ｉｊ記保護層１０を前記測定側電極７Ｆにのみ、：ｑけ
、前記Δ１４冗側導電路８にには、非多孔性のＭ！２縁
材を’Ａ ７ｉ Ｌでもよい。
に＋ｉｉＪ記測定測測定側電極７．測定側導電路８て、
酸化アルミこつｊ、等の材Ｈによる多孔性の保６；に層
１０か前記信号取出し端９を除いて形成される。 ｌ１
ｉｊ記保護層１０を前記測定側電極７Ｆにのみ、：ｑけ
、前記Δ１４冗側導電路８にには、非多孔性のＭ！２縁
材を’Ａ ７ｉ Ｌでもよい。
前記保護層１０は任ａ的なものであって、これを省略し
、測定ガスを測定側電極７−＋＝に直接晒すようにして
もよい。
、測定ガスを測定側電極７−＋＝に直接晒すようにして
もよい。
前記構成の検出基板Ａは、生の担持＆１にに夫々スクリ
ーン印刷等の−「段により生材を順次積層した後、これ
を焼結して完成する。尚かかる形成力法に限定されるも
のではなく、あらかしめ焼成した部品を順次重ね合わせ
て形成してもよい。
ーン印刷等の−「段により生材を順次積層した後、これ
を焼結して完成する。尚かかる形成力法に限定されるも
のではなく、あらかしめ焼成した部品を順次重ね合わせ
て形成してもよい。
前記検出基板Ａは、酸素センサーのケーソング内に装着
され、固体電解質５１−面の伝導面に保護層１０を介し
て測定ガスが供給される。またその下面の伝・９面の基
準側電極２には、前記信号取出し端４から前記基準側導
電路４内の空孔を通人して・；−気′Ｓの醜人分圧の既
知な基準ガスが供給され、固体電解質５の１ト血に起電
力を発生してその信号は前記信号取出し端４．保護層１
０から取出される。
され、固体電解質５１−面の伝導面に保護層１０を介し
て測定ガスが供給される。またその下面の伝・９面の基
準側電極２には、前記信号取出し端４から前記基準側導
電路４内の空孔を通人して・；−気′Ｓの醜人分圧の既
知な基準ガスが供給され、固体電解質５の１ト血に起電
力を発生してその信号は前記信号取出し端４．保護層１
０から取出される。
前記固体電解質５の基準側電極２への）＆生ガスの供給
を施すため／１＼すように、粗い空孔を有する良通性多
孔質金属膜からなる基準側導電路４に換えて１通電の金
属膜からなる基準側導電路を担持板１１に塗着し、Ｉ１
１持扱１１−には別途、前記担持板】の端部から、ノ、
（準Ｎ″ｒＬ極２にまで延びる多数の条溝等からなるガ
ス供給路を形成するようにし℃もよい。
を施すため／１＼すように、粗い空孔を有する良通性多
孔質金属膜からなる基準側導電路４に換えて１通電の金
属膜からなる基準側導電路を担持板１１に塗着し、Ｉ１
１持扱１１−には別途、前記担持板】の端部から、ノ、
（準Ｎ″ｒＬ極２にまで延びる多数の条溝等からなるガ
ス供給路を形成するようにし℃もよい。
第８図は、第２の発明に係る検出基板Ｂを示し、検出基
板Ａの導面に第９図に示す加熱板２゜を設けたものであ
る。前記加熱板２０は、担持板ｌと同一かつ同形状の絶
縁性板材２１１−に、溝部２のト部に（ぐ置する細線を
蛇行させてなる発熱部２３と、該発熱部２３に通電する
給電路２４とから構成される発熱抵抗体２２を設けたも
のであり、該発熱抵抗体２２はモリブデン等の材料をス
クリーン印刷Ａの１段により塗着して形成される。 ＋
ｉｉｔ記検出ノル板Ｂは、担持板１等と同時に焼結され
て 体重に生じさせることができる。
板Ａの導面に第９図に示す加熱板２゜を設けたものであ
る。前記加熱板２０は、担持板ｌと同一かつ同形状の絶
縁性板材２１１−に、溝部２のト部に（ぐ置する細線を
蛇行させてなる発熱部２３と、該発熱部２３に通電する
給電路２４とから構成される発熱抵抗体２２を設けたも
のであり、該発熱抵抗体２２はモリブデン等の材料をス
クリーン印刷Ａの１段により塗着して形成される。 ＋
ｉｉｔ記検出ノル板Ｂは、担持板１等と同時に焼結され
て 体重に生じさせることができる。
前記加熱板２０に換えて、第１０図に示すように溝部２
のト部に（々置する蛇行状の発熱部２３ａと 該発熱部
２３ａに通電する給電路２４ａとから構成される細板状
の発熱抵抗体２２ａを前記担持板ｌ計重に直接当接して
検出基板Ｂを構成してもよい。
のト部に（々置する蛇行状の発熱部２３ａと 該発熱部
２３ａに通電する給電路２４ａとから構成される細板状
の発熱抵抗体２２ａを前記担持板ｌ計重に直接当接して
検出基板Ｂを構成してもよい。
ｌ）１ノ記検出基扱Ｂは発熱抵抗体２２，２２ａが担持
板ｌにより糸ＮＰ主電極と絶縁されているから、前記担
持板Ｉと発熱抵抗体２２．２２ａ間に絶縁板を介装する
必要がない。
板ｌにより糸ＮＰ主電極と絶縁されているから、前記担
持板Ｉと発熱抵抗体２２．２２ａ間に絶縁板を介装する
必要がない。
固体電解質５の最適作動温度は３００℃以上であり、こ
のため測定ガスが低温の場合には給電路２４から発熱部
２３に通電して、前記固体電解質５を加熱する。而て、
該発熱抵抗体２２．２２ａによって固体電解質５の温度
補償がなされセンサーの検出イｆＩを常に良好とするこ
とができる。
のため測定ガスが低温の場合には給電路２４から発熱部
２３に通電して、前記固体電解質５を加熱する。而て、
該発熱抵抗体２２．２２ａによって固体電解質５の温度
補償がなされセンサーの検出イｆＩを常に良好とするこ
とができる。
く効果〉
第１の発明は前記の説明によって明らかにしたように
ｌ）検出部のみに固体電解質５が用いられるため、該固
体ＴＬＭ質５の使用量がｄ７及的に少なくてすむ。
体ＴＬＭ質５の使用量がｄ７及的に少なくてすむ。
２）ＪＬ＋持ｉｆは固体電解質５で兼用しないことによ
り、広い範囲の材料から耐熱性、強度等において最適な
ものを採択され得るからセンサーの使用条ヂ１に適合し
たものとすることができる。
り、広い範囲の材料から耐熱性、強度等において最適な
ものを採択され得るからセンサーの使用条ヂ１に適合し
たものとすることができる。
３）検出基板Ａ″Ａ面には、担持板ｌのモな一面が露出
するから顔面を利用することにより検出基板の取付けが
容易となる。
するから顔面を利用することにより検出基板の取付けが
容易となる。
雰の効果がある。
また第２の発明は、前記の効果に加えて７）加熱発熱抵
抗体２２．２２ａにより固体電解質５の温度を最適とし
得るから、周囲の温度環境に影響されず酸素濃度の検出
を可及的正確に施すことかできるとともに、かかる温度
補償を絶縁板を賞することなく簡易構成で達成できる等
の効果かある。
抗体２２．２２ａにより固体電解質５の温度を最適とし
得るから、周囲の温度環境に影響されず酸素濃度の検出
を可及的正確に施すことかできるとともに、かかる温度
補償を絶縁板を賞することなく簡易構成で達成できる等
の効果かある。
添付図面は本発明の実施例を示し第１図は検出基板Ａの
縦断側面図、第２図は同平面図、第３〜７図は前記Ａの
形成を順次示すものであって、第３１４は担持板ｌ］−
に電極２．導電路３を形成した４１面図、第４図はその
しに固体電解質５．絶縁層６を形成した１１面図、第５
図は第４図イーイ線断面図、第６図はさらにその上に電
極７．４Ｉ電路８を形成したＩＩＩｎ２第７図はｆｆ１
６図ローロ線断面図、第８図は検出基板Ｂの縦断側面図
、第９図は加熱板２０の斜視図、第１０図は発熱抵抗体
２２ａの斜視図である。 ｌ」１１持板 ２；基準側電極 ３；）＆準備導電路
５；固体電解質 ６：絶縁Ｒ７：測定側電極 ８；測定
側導電路 １０；保ｌＩ層 ２２．２２ａ；発熱抵抗
体
縦断側面図、第２図は同平面図、第３〜７図は前記Ａの
形成を順次示すものであって、第３１４は担持板ｌ］−
に電極２．導電路３を形成した４１面図、第４図はその
しに固体電解質５．絶縁層６を形成した１１面図、第５
図は第４図イーイ線断面図、第６図はさらにその上に電
極７．４Ｉ電路８を形成したＩＩＩｎ２第７図はｆｆ１
６図ローロ線断面図、第８図は検出基板Ｂの縦断側面図
、第９図は加熱板２０の斜視図、第１０図は発熱抵抗体
２２ａの斜視図である。 ｌ」１１持板 ２；基準側電極 ３；）＆準備導電路
５；固体電解質 ６：絶縁Ｒ７：測定側電極 ８；測定
側導電路 １０；保ｌＩ層 ２２．２２ａ；発熱抵抗
体
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）平板状の絶縁性担持板上に多孔質金属膜からなる基
準電極と、前記基準電極と電気的に接続する基準側導電
路と、前記基準電極と連通する基準ガス供給路とを設け
、また前記基準電極上には固体電解質を配設し、さらに
前記固体電解質の上面を露出させて、前記担持板上を絶
縁層で覆い、前記絶縁層上に前記固体電解質の上面に被
着した測定電極と電気的に接続する導電路を配設してな
る酸素センサーの検出基板 ２）前記基準側導電路と、前記基準ガス供給路とを粗い
空孔を有する良通性多孔質金属膜により一体内に構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１）項記載の酸素
センサーの検出基板 ３）平板状の絶縁性担持板上に多孔質金属膜からなる基
準電極と、前記基準電極と電気的に接続する基準側導電
路と、前記基準電極と連通する基準ガス供給路とを設け
、また前記基準電極上には固体電解質を配設し、さらに
前記固体電解質の上面を露出させて、前記担持板上を絶
縁層で覆い、前記絶縁層上に前記固体電解質の上面に被
着した測定電極と電気的に接続する導電路を配設すると
ともに、前記担持板の下面の少なくとも前記固体電解質
に対応する部分に発熱抵抗体を配設したことを特徴とす
る酸素センサーの検出基板 ４）前記担持板の裏面に、上面に発熱抵抗体を設けてな
る平板状の絶縁性板材を配設したことを特徴とする特許
請求の範囲第４）項記載の酸素センサーの検出基板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124258A JPS613052A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124258A JPS613052A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613052A true JPS613052A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH0582549B2 JPH0582549B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14880875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124258A Granted JPS613052A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613052A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638706A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-14 | Fujikura Ltd | Heat resistant insulated wire |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567588A (en) * | 1979-06-30 | 1981-01-26 | Matsushita Electric Works Ltd | Remote control unit for time sharing multiplex transmission |
| JPS5616865A (en) * | 1979-07-14 | 1981-02-18 | Bosch Gmbh Robert | Electrochemical measuring detector for detecting oxygen content in gas and method of producing same |
| JPS577551A (en) * | 1980-05-10 | 1982-01-14 | Bosch Gmbh Robert | Electrochemical measuring feeler for measuring oxygen content in gas and production of electrochemical measuring feeler sensor element |
| JPS57184963A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-13 | Toyota Motor Corp | Lean sensor |
-
1984
- 1984-06-16 JP JP59124258A patent/JPS613052A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS613049B2 (ja) * | 1979-09-07 | 1986-01-29 | Fujikura Densen Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582549B2 (ja) | 1993-11-19 |
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